[DIY專案] 麥克納姆輪取物機器人：從 UNO 初版到 Mega2560＋ESP32-CAM

🌏 English version: Mecanum-Wheel Pick-and-Place Robot: From Arduino UNO to Mega2560 + ESP32-CAM

本專案為機電整合課程作品：一台可全向移動、搭載機械手臂夾取物品的麥克納姆輪小車。先前〈ESP32CAM + 麥克納姆輪 + Car〉一文記錄 ESP32-CAM 的影像串流程式，本文補充機構與硬體設計，以及從初版到升級版的演進。

升級版：麥克納姆輪底盤＋4 軸機械手臂

麥克納姆輪：橫向移動的原理

麥克納姆輪的輪緣環繞一圈呈 45° 斜置的小滾子。輪子轉動時，推力方向並非正前方，而是斜向。四個輪子的轉向與轉速相互搭配，斜向分力即可彼此抵消或疊加，使車體前後移動、左右平移、斜向行進或原地旋轉，無須先行轉彎。

滾子方向分為左旋與右旋兩種，四個輪子須左右成對配置，因此於 Inventor 建模時，滾子與輪框皆製作左右鏡像的兩種版本。

Inventor 建模與雷射切割

• 2024/02–04：於 Inventor 建模麥克納姆輪（滾子、左右鏡像）、TT 馬達、Arduino UNO 與擴充板，並組立成整車
• 2024/05/23：由模型輸出車體底板 DXF，以雷射切割木板

初版：UNO＋L293D

初版採用 Arduino UNO 搭配 L293D 馬達擴充板驅動四顆馬達，車上裝設機械手臂。

初版：Arduino＋L293D 馬達擴充板＋機械手臂

升級版：Mega2560＋雙 L298N＋ESP32-CAM

項目	規格
主控板	Arduino Mega2560
馬達驅動	L298N × 2
底盤	TT 馬達 × 4＋麥克納姆輪
機械手臂	4 軸，SG90 伺服馬達；夾爪纏銅線改良
影像	ESP32-CAM（OV2640），網頁影像串流與遙控
電源	雙電源：18650 × 3＋10000mAh 行動電源

車上：Mega2560、L298N 與行動電源

俯視：手臂在前，控制板與電源在後

正面：4 軸機械手臂與夾爪

車頭的 ESP32-CAM

車底：四顆 TT 馬達與 18650 電池盒

ESP32-CAM 影像與遙控

ESP32-CAM 提供網頁影像串流與遙控功能，程式參考 Random Nerd Tutorials 範例，存放於github.com/winsondiy/ESP32CAM_Car，細節詳見先前文章。

小結

從初版到升級版，主要改進三項：主控板由 UNO 更換為腳位較多的 Mega2560、馬達驅動改為兩片 L298N、新增 ESP32-CAM 影像與雙電源。機構方面則先於 Inventor 完成輪子與整車組立，確認尺寸後再切割底板。